ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КОТЕЛЬНЫХ
Результаты проектирования, сооружения и эксплуатации данной? котельной следует сопоставлять с другими вариантами или условиям» путем технико-экономических расчетов. Детальное изложен ние материалов по экономике энергетики дается в специальном курсе [Л. 35]; к основным показателям относятся:
А) стоимость источника теплоснабжения, зависящая от ее технического оснащения, мощности и других величин;
Б) эксплуатационные расходы.
Капитальные затраты. Стоимость сооружения зависит от затрат на основное и вспомогательное оборудование, на основное здание-. и вспомогательные сооружения, на проектирование, строительство зданий и монтаж оборудования. Иначе говоря, стоимость сооружения источника теплоснабжения связана с принятыми основными техническими решениями.
Существует несколько способов определения стоимости оборудования источника теплоснабжения: по сметам, по укрупненным показателям и по приближенным данным. Наиболее точным способом определения капитальных затрат является составление смет, однако трудоемкость такого способа значительна даже при его упрощениях. Для выбора варианта в учебных целях допустимо использование укрупненных и приближенных, данных по удельным затратам.
Если обозначить через 2/С общие капиталовложения в источник теплоснабжения, а через Ефуст его установленную тепловую производительность, то удельные капиталовложения, тЫс. руб /МВт (тыс. руб/Гкал/ч), будут:
Ь *К (10-1)
2*0уст
Иногда общие капиталовложения относят не к суммарной тепло- производительности, э к суммарной установленной паропроизводитель - ности агрегатов, что менее рационально при установке разного типа котлоагрегатов — паровых и водогрейных. В этом случае все виды теплоносителей переводят в пар с «нормальной» энтальпией 1=2680 кДж/кг (г'=640'ккал/кг), а затем определяют для него производительность котельной и находят удельные капиталовложения, тыс. руб/кг./с (тыс. руб/т/ч):
М (10-2)
Е£>уст
В табл. 10-1 сообщаются ориентировочные данные об удельных капитальных затратах на установленный 1 МВт (Гкал) теплоты в производственных, отопительно-производственных и отопительных' котельных с соотношением расходов теплоты в них на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения к расходу теплоты технологическими потребителями от 1,5 до 4,0 и при закрытой системе теплоснабжения.
При использовании данных табл. 10-1 для котельных, подающих воду в открытую систему теплоснабжения и работающих на газообразном или жидком топливе, к величине удельных капитальных затрат вводится коэффициент &о=1,35 и работающих на твердом топливе —
*о=1,0.
При соотношении отопительной и технологической нагрузок от 1,5 до 1,0 величина &о=1. Капитальные затраты на источник теплоснабжения с теплопроизводительностью 2фУст или 2-Оуст, тыс. руб., составят:
Фуст*©.
Ориентировочные данные об удельных капитальных затратах к, тыс, руб., На разных топливах нри
|
В выражении:
1Ь взято для данного варианта из табл. 10-1;
2'0уст определена по формулам (7-50) или (7-18);
К0 — коэффициент, зависящий от вида топлива и вводимый лишь для открытой системы.
Для сопоставления вариантов источников теплоснабжения принято учитывать не только капитальные, но и эксплуатационные затраты С для выявления срока окупаемости 1 и минимума приведенных затрат Я.
Эксплуатационные затраты на производство тепловой энергии в виде горячей воды или пара состоят из нескольких частей. Первая часть зависит от капитальных затрат, вторая отражает затраты на заработную плату и третья связана с выработкой энергии.
Первые две части затрат для данной установки постоянны, а третья — переменна.
Эксплуатационные затраты определяются за год работы установки, поскольку условия работы меняются в зависимости от сезона и включают:
Самор — затраты на амортизацию оборудования и строений, включающую расходы на реновацию и капитальный ремонт;
СТек. р — затраты на текущий ремонт оборудования;
Сз. п — затраты на заработную плату персонала;
Стоп затрат на топливо, доставляемое в котельную установку;
Сэл. эн затраты на электроэнергию, получаемую из электросетей;
Св — затраты на воду, израсходованную в установке;
Сщ)ОЧ — прочие расходы, т. е.
^год = Самор -{- Стек р С3 п ЕСТ0П С9Л эн -[- Св Спр. (10-4)
На установленный 1 МВт (Гкал/ч) теплоты закрытой системе теплоснабжения
Таблица 1 в котельных различного типа
Тельной, МВт (Гкал/ч)
10,7/12,5 12,8/15 7,7/9 10,3/12 7,7/9 10,3/12 |
9,4/11 11,2/13 6,9/8 8,6/10 6,9/8 8,6/10 |
15,5/16 16,8/19,5 |
Водогрейными котлами 12,5/14,5 |
14,6/17,0 |
12,9/15 18/21 |
Водственные котельные 9,4/11 |
15,5/16 |
12,9/15 18/21 |
Ные котельные [9,9/11 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
Для определения величины каждого слагаемого необходимо знать затраты на амортизацию оборудования и строений, которые различны, потому что срок службы оборудования с учетом его морального износа принят в СССР в 30 лет, а срок службы производственных зданий — в 65 лет в связи с возможностью их повторного использования.
I. Отопительные котельные
|
Стальные водогрейные агрегаты |
Затраты на амортизацию исчисляются определенным процентом от стоимости; для этого необходимо распределить капитальные затраты по их основным направлениям (табл. 10-2).
Стоимость, % |
||||
Вид котельной и тип котло - агрегатев |
Топливо |
Строительные работы и эда- ^“зд |
Оборудование "об |
Монтажные ра - 60,11 лмон |
Таблица 10 |
Распределение удельных капиталовложений в [котельные ио направлениям расхода |
|
II. Отопительно-производственные котельные |
|
|
|
|
Для зданий котельных принята норма амортизации в 3,1—3,5% от затрат на их строительство и складывается из отчислений на реновацию в 1,5—1,8% и отчислений на капитальный ремонт в 1,6—1,7%.
Для зданий и сооружений источников теплоснабжения норму амортизации можно принять УИ^”ор = 3,5 °/в их стоимости, тыс. руб/год, т. е.
В формуле:
К — удельные капитальные затраты, тыс. руб/МВт (тыс. руб/Гкал/ч);
Пая — доля капитальных затрат на строительные работы и здание (из табл. 10-2).
Затраты на амортизацию оборудования зависят от состава (объема) оборудования, совершенства его эксплуатации, длительности работы оборудования в течение календарного года, общего срока эксплуатации и качества топлива.
В целях упрощения расчетов затраты на амортизацию основного и вспомогательного оборудования котельных даны совместно (табл. 10-3).
Таблица 10-3
Норма отчисления на амортизацию котельных установок в процентах М*ор
1 В общий процент отчислений на амортизацию входят отчисления на реновацию 3,3% и из оставшейся суммы на модернизацию—10% и капитальный ремонт—-90%. 2 Величина взята приближенно. |
В связи с тем, что отопительные котельные установки в большинстве районов страны работают 4000 ч в году и менее, для них в первом приближении затраты на амортизацию составят на газе и мазуте - Мамор=6,0% и на твердом топливе — 6,5%; для производственных котельных соответственно 7,7 и 10,6%. В производственно-отопительных котельных величину затрат следует найти, исходя из соотношения, вида и длительности технологических и отопительных нагрузок, тыс. руб/год:
С* = К (Л+ ЛМонт) Кор - ( * 0'£>)
Общие затраты на амортизацию источника теплоснабжения, тыс. руб/год, будут:
I Затраты на текущий ремонт оборудования и зданий можно для сравнительных расчетов принять равными 20% затрат на амортизацию, вычисленных по формуле '(10-7), тыс. руб/год, т. е.
Стек. р=0,20Самор - (10-8)
Для определения затрат на заработную плату находят коэффициент штатного персонала тшт, который может быть определен с помощью табл. 10-4.
Общее количество персонала составит тшт2ф, чел.
Следует учитывать, что в затраты на заработную плату входят оплата отпусков, дополнительная заработная плата — премии и пр., а также отчисления в фонд социального страхования. При совмещении должностей и учете инженерно-технического персонала среднюю годовую плату для работающих в данной котельной можно принять равной 1400 руб/год.
Затраты на заработную плату с начислениями, тыс. руб/год, составят:
С3. и= /ЯштатЭДуст 1.4. (10-9)
Затраты на топливо, подаваемое в котельную, 2СТ0п, связаны с его количеством Вгоя, стоимостью топлива, способом транспорта от места добычи и числом часов использования установленных котельных агрегатов.
Годовой, расход условного топлива для котельных, т/год, можно найти из выражения
£ ^п-т^Фвыр______________________________________ ^п. тВДвыр (10-10)
Г0Д_ • 29 330 ~' ^Р-7000
В формуле:
&п. т — коэффициент, учитывающий потери топлива при разгрузке, хранении, внутреннем перемещении, обработке и другие потери, а также расход топлива на растопки и другие нужды, равный 1,05 для газа и мазута и 1,07 для твердого топлива;
^Овыр — количество теплоты, выработанное котельной, МВт
(Гкал/год). Если известна среднечасовая нагрузка котельной <2ср, МВт (Гкал/ч), то количество выработанной теплоты, МВт/год (Гкал/год), будет:
2'Фвыр = 'ФсрТ.
В формуле:
Т — число часов работы установки со средней нагрузкой в течение календарного года;
—к. й. д. брутто котельной установки в долях (см. §2-4) или по данным завода-изготовителя.
Стоимость топлива Ст определяется по Ценникам на топливо С0Пт франко-место добычи[10], к этой величине добавляются расходы на его транспорт до места разгрузки Стр, внутригородской транспорт до котельной Сгор. тр и для твердого топлйва расходы на перемещение топлива по складу Сскл. руб/т:
Ст=СопТ “Ь Стр "Ь Сгор. тр "Ь Сскл* (10-11)
Газ и мазут Твердое |
Теплопроизводительность ко |
Топливо |
14/12 |
<2,3/2 | 2.3/2 4,6/4 7/6 | 8,3/8 11,6/10 |
Отопительные, отопительно- 2,6—3,5/3—4 | 2,4/2,8 | 1,9/2,2 | 1,5/1,80| 1,4/1,60| 1,3/1,501 1,2/1,40|
Отопи
3,5—5,2/4—6 I 3,5/4,1 | 3,3/3,8 | 2,7/3,1 | 2,4/2,8 | 2,2/2,6 | 1,8/2,1 |
Отопительно-производ
3— 4,7/3,5—5,5| 3,5/4,0 | 2,8/3,2 | 2,5/2,9 ) 2,2/2,6 | 2,1/2,5 | 2.0/2.3 |
Оптовые цены на твердое топливо в местах его добычи с учетом стоимости погрузки, т. е. величина Сопт для 1 т натурального твердого топлива, приведены в последнем столбце табл. 1-3. Оптовые цены на газообразное топливо зависят от района, в котором расположен источник теплоснабжения, и группы потребителей.
При сопоставительных расчетах можно принять стоимость 1000 м3 газа для источников теплоснабжения жилья, коммунально-бытовых предприятий и заведений общественного питания в 12 руб. и для всех остальных—19 руб.+2 руб. за транспорт по городским сетям.
Некоторые сведения о стоимости мазута и других топлив Сопт, руб.-коп., приведены в табл. 10-5, где в стоимость жидкого топлива включены расходы на внутригородские перевозки и складские работы.
Величина Стр зависит от способа перевозки: по железной дороге, речным или морским путем. Поскольку основная масса топлива перевозится по железным дорогам, ее величину можно подсчитать по выражению
Где Ь — расстояние перевозки топлива, км, а коэффициенты а и в по данным [Л. 36] составляют:
Каменный уголь бурый уголь торф сланец мазут
А—0,42—0,44 0,20 0,86 0,20 0,94
В—0,0023—0,00242 0,00148 0,00294 0,00260 0,00337
При транспорте жидкого топлива по трубопроводам Стр= =0,0016/,, руб/т.
Стоимость транспорта топлива внутри города или поселка с помощью автомашин (самосвалов или грузовиков) составляет для твердого топлива Сгор. тр=0,22+0,054£, руб/т, и для жидкого топлива автоцистернами Сгор. тр=0,37+0,090/-, руб/т.
Для районов Западной и Восточной Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера, Заполярья вводятся коэффициенты, увеличивающие стоимость перевозки в 1,15; 1,25; 1,35 и т. д., а для районов за полярным кругом в 2 и 3 раза.
При транспорте газа по внутригородским сетям его стоимость также увеличивается на 1,5—3,5 руб. за 1000 м3 в зависимости от районов расположения источника теплоснабжения.
Затраты на перемещение топлива на складе Сскл НевеЛИКИ И СО - ставляют 2—3% стоимости топлива франко-склад котельной.
422
Тельной, МВт (Гкал/ч) |
||||||||
F 23,2/20 |
35/30 | |
58/50 |
70/60 | |
105/90 |
175/150 |
| 233/200 |
350/300 |
|
Производственные и производственные 0,86/1,0 1 0.56/0,65 10,47/0,5010,39/0,4510,39/0,451 0,3/0,35 |
0,26/0,30 I 0,17/0,2 |
Тельных разного назначения и при сжигании разных видов топлива |
Тельные
0,35/,04 | 0,26/0,3 0,6/0,7 | 0,6/0,7 |
| 1,6/1,9 | 1,2/1,4 | 0,7/0,8 | 0,6/0,7 [0,47/0,55| 0,43/0,5 ственные и производственные
| 1,5/1,7 I 1,1/1,3 I 0,7/0,8 | 0,7/0,8 | 0,7/0,8 | 0,65/0,75
При реальном проектировании и необходимости получения более точных данных следует использовать ценники на топливо и указания по его удорожанию для ряда районов.
Годовые затраты на топливо, являющиеся основными в переменной части эксплуатационных затрат, тыс. руб/год, составят:
2 СтоП==^ГОдС'т. (10-12)
Затраты на электроэнергию Сэл. эн определяются по установленной мощности электродвигателей и величине загрузки в течение года. Расходы электроэнергии на освещение и некоторые другие нужды котельных невелики, и их можно не учитывать.
Установленная мощность электродвигателей зависит от теплопро - изводительности и типа котельной, системы теплоснабжения, вида основного оборудования, вида топлива и способа его сжигания. Величина удельной установленной мощности электродвигателей эуд в котельной может быть найдена по табл. 10-6. Значения Эуд приведены для закрытой системы теплоснабжения, для открытой системы найденные величины увеличиваются на 20%.
Таблица 10-5
Данные по стоимости 1 т жидкого топлива
* Ко II поясу относятся Алтайский край, Бурятская АССР, Иркутская, Кемеровская, Новосибирская, Томская, Тюменская, Читинская области» Красноярский край, Тувинская АССР. К III поясу—Амурская, Камчатская, Магаданская, Сахалинская области, Хабаровский край, Якутская АССР- |
К I поясу—все остальные области, края и республики СССР.
Топлива при закрытой
|
Установленная мощность электродвигателей для подсчета годового расхода электроэнергии должна быть умножена на число часов работы котельной т и коэффициент использования мощности &эл, величина которого при С} от 2,3 до 11,6 МВт (от 2 до 10 Гкал/ч) равна 0,6; от 14 до 35 МВт (от 12 до 30 Гкал/ч) —0,7 и от 58 до 350 МВт (от 50 до 300 Г кал /ч) — 0,8.
Стоимость 1 кВт-ч электроэнергии для котельных с установленной мощностью 100 кВ*А и ниже составляет сэл=2,5 коп/(кВт-ч).
При установленной мощности электродвигателей выше 100 кВ »А. применяется двухставочный тариф, при котором оплачивается присоединенная мощность (кВ-А) или заявленный максимум нагрузки (кВт) в часы максимальной нагрузки энергосистемы и потребленная электроэнергия. Основная плата за присоединенную мощность составляет от 28 руб. 40 коп. до 113 руб. 90 коп. за 1 кВт максимальной нагрузки.
За фактически потребленную энергию плата равна от 0,19 до
9,3 коп/(кВт-ч) в различных энергосистемах, составляя для большинства систем около 1 коп/ (кВт-ч) в европейской части СССР, не считая, скидок и надбавок.
Затраты на электроэнергию, тыс. руб/год, следовательно, составят:
С, л.,н=зудЕ<2устт*элс, л. (Ю-13)
При известном годовом расходе воды из внешнего источника водоснабжения (городского водопровода или водоема) затраты на воду для источника теплоснабжения при стоимости воды от 3 до 5 коп. за 1 м8, тыс. руб/год, будут:
Св= (0,03—0,05) СВод. (10-14)
Наконец, прочие расходы, включающие затраты на спецодежду, питание, охрану труда и некоторые другие, принимают обычно*
/ кВт V I Ткал/ч ) * для котельных разного типа при сжигании разных видов системе теплоснабжения
|
С водогрейными котлами
|
В 3—5% общей суммы эксплуатационных затрат, тыс. руб/год:
^проч = (^*03 — 0,05) (Самор + Стек р + С3 >п+ 2СТоп + ^эл. эн + Св). (Ю-15)
Имея сумму годовых эксплуатационных затрат, найденную по формуле (10-4), и зная годовую выработку тепловой энергии, можно найти себестоимость выработанной тепловой энергии, руб/МВт (руб/Гкал):
Если подсчитать расходы теплоты на собственные нужды (см. гл. 2 и 7) и учесть расход электроэнергии (в пересчете на теплоту), то можно определить количество отпущенной тепловой энергии
Щога=Щвыр-Щсн (10-17)
И определить себестоимость отпущенной энергии, подставляя ее в формулу (10-16).
Сопоставляя последнюю величину с установленной в данном районе ценой отпущенного 1 МВт (Гкал) теплоты, можно определить рентабельность работы котельной установки.
Для анализа экономических показателей и отчетности принято определять величины удеЛьнохо расхода условного топлива на отпущенную единицу тепловой энергии, т/МВт (т/Гкал):
И удельного расхода электроэнергии на то же количество отпущенной тепл ово й э н е р г и и, кВт*ч/МВт (кВтХ Хч/Гкал):
ЩстЗуп. ' (10-19)
ЭУД.9Л.»Н Щотп
Сопоставление эксплуатационных значений Ьт и эуд. Эл. эн с проектными данными показывает совершенство использования установленного оборудования.
Для оценки экономической эффективности предлагаемых технических решений в энергетике приняты понятия срока окупаемости и приведенных затрат [Л. 35].
Для определения срока окупаемости — периода, в течение которого возмещаются дополнительные капитальные вложения за счет экономии на издержках производства, используют следующую формулу:
(Ю-20)
ГОД2 ^ГОД1
Для энергетических объектов нормальный срок окупаемости принят в 8 лет, при котором целесообразно осуществлять дополнительные капитальные вложения.
Однако этот способ связан с необходимостью рассмотрения нескольких вариантов ЯКи 2/Сг и т. д. и подсчета величин СГОд1, СГОрр и т. д., т. е. дает возможность сопоставлять варианты только попарно. При небольшой разнице в капиталовложениях и. эксплуатационных расходах этот способ может привести к неправильным выводам.
Поэтому вместо срока окупаемости рекомендуется использовать приведенные затраты, которые можно относить к 1 году эксплуатации или нормативному сроку окупаемости приведенных затрат. Величину Янорм, обратную ГНорм, называют нормативным коэффициентом сравнительной экономической эффективности. В энергетике величина ^норм—0,125, величина приведенных затрат за год находится из выражения
Згод=Сгод"Ь^норм2/С. (10-21)
Полученная величина дает значение приведенных затрат за 1 год эксплуатации объекта.
Выражением (10-21) ‘пользуются и в случае, если (величина СГОд может значительно изменяться за (время эксплуатации, тогда эффективность варианта - предлагаемых технических решений определяется на текущий или перспективный расчетный срок.
Сравнивая полученные ЗГОд с имеющимися затратами до выполнения намечаемых технических решений, судят об эффективности этих решений.
В случае изменения капитальных и годовых затрат за время нормативного »срока окупаемости (величину ’приведенных затрат находят это формуле
3Н0рм=2 К + Тнорм Сто Д* ( 1 0-22)
Формулами (10-21) и (10-22) следует пользоваться при выборе оптимального варианта технических
[1] — СОтг + СОт + 2СНт4 + £СТ„№Ш сг С02 + СО + СН4
Где индекс «т» относится к соде|ржанию того или иного газа в топливе.
Полный (действительный) объем сухих газов, м3/м3, можно определить из выражения
Ус. г^П. г+ («-!) У0. (2-49)
А полный объем водяных паров, м*/м’, будет:
^,0 = ^0 + 0.0161 (а-1)Г, действительный объему м3/м3', дымовых газов составит:
>'г=»'Ко.+ 1,°ы.+1'вд>+(«-1)Г. (2-50)
[2] с3 при температурах более 900°С даны с учетом теплоты перехода из твердого в жидкое состояние.
[3] Величины е% при температуре > 1600°С получены экстраполяцией.
Полная энтальпия дымовых газов, кДж/кг (ккал/кг) или кДж/м3, (ккал/м3), в этом случае составит:
/=/°г + (а-1)/° + /3. (2-59)
При определении энтальпии золы следует помнить, где расположен золоуловитель, знать его к. п. д. и при расчетах, связанных с энтальпией газов и золы после золоуловителя, это учитывать.
Топлива, на полезно использованную теплоту и тепловые потери носит название те плов ог о баланса^ '
[4] Сила поглощения (оптическая толщина газового слоя) — это произведение коэффициента ослабления лучей топочной средой к, давления в топке р, 1/м-МПА (кгс-см2), и толщины излучающего слоя в, м.
[5] Этот коэффициент учитывает влияние нестаци он арности процесса переноса теплоты на величину суммарного температурного напора. Величина коэффициента зависит
[7] В крупных агрегатах подогрев воздуха применяют для всех топлив.
13* 195
[8] Вопросы снабжения газом предприятий и в том числе котельных установок рассматриваются в специальной дисциплине, поэтому подробное описание газового хозяйства здесь не дается.
[9] Только железобетонные монолитные
Рис. 8-8. Унифицированные размеры стальных, кирпичных и железобетонных дымовых
Труб.
[10] При определении стоимости материала (топлива) пользуются понятием ф р а н - к о, обозначающим, что в стоимость данного материала (топлива) включаются все расходы, связанные с получением, обработкой и перемещением материала (топлива) до данного места использования.